Wymagany minimalny współczynnik bezpieczeństwa połączenia spawanego podczas statycznego obciążenia n s reprezentuje współczynnik dozwolonego naprężenia i granicy plastyczności materiału połączenia n S = S Y / σ A1 lub n S = S Y / τ A1 .
Wymagane bezpieczeństwo połączenia spawanego jest spowodowane metodą i jakością projektu spoiny (kształt i obróbka powierzchni spoiny, spoina z przewyższeniem, jednorodność spoiny, przenikanie, itd.), warunki operacji, wymagania dotyczące niezawodności połączenia, oraz potencjalnym zagrożeniem dla życia ludzkiego w przypadku rozerwania spoiny. Przy ustanawianiu jego wartości należy wziąć pod uwagę wiele innych skutków.
Procedury obliczenia nie uwzględniają możliwych, nagłych przełomów kruchych i zmian wartości mechanicznych materiału spowodowanych temperaturą i naprężeniem resztkowym. Przez obliczenia ustalane jest tylko naprężenie nominalne w pewnej części danego obciążenia. Punkty koncentracji naprężenia i naprężenia wewnętrzne nie są uwzględniane. Należy wziąć pod uwagę wszystkie te fakty przy ustalaniu wymaganego minimalnego współczynnika połączenia.
Należy uwzględnić użytą metodę obliczeń podczas obliczania współczynnika bezpieczeństwa. Obie metody obliczeń statycznie obciążonych spoin rozwiązują współczynnik bezpieczeństwa w różny sposób.
Znormalizowana procedura obliczeń
Dopuszczalne obciążenie spoiny jest porównywane bezpośrednio z obliczonym naprężeniem normalnym, ścinającym lub wynikowym, zredukowanym, aby sprawdzić, czy spoina jest dostateczna. Porównanie to odbywa się zgodnie z typem spoiny, projektem i sposobem obciążenia. Oczywiście, wymagany współczynnik bezpieczeństwa spoiny zależy od typu i kierunku obciążenia występującego w połączeniu spawanym. Należy również określić inne współczynniki bezpieczeństwa dla innego typu, kształtu, projektu spoin i dla różnych kombinacji obciążeń. Zawierające dużo informacji wartości zalecanego minimalnego współczynnika bezpieczeństwa dla różnych typów spoin zaprezentowane są w poniższej tabeli.
|
Typ spoiny, obciążenie |
n S |
|
Spoiny stykowe obciążone wyciąganiem/rozciąganiem |
1.6 ... 2.2 |
|
Spoiny stykowe obciążone zginaniem |
1.5 ... 2.0 |
|
Spoiny stykowe obciążone ścinaniem |
2.0 ... 3.0 |
|
Spoiny stykowe obciążone |
1.4 ... 2.7 |
|
Spoiny kątowe obciążone w płaszczyźnie przyłączenia części |
2.0 ... 3.0 |
|
Spoiny kątowe obciążone przestrzennie |
1.4 ... 2.7 |
|
Spoiny otworowe i czołowe |
2.0 ... 3.0 |
|
Spoiny punktowe obciążone ścinaniem |
1.6 ... 2.2 |
|
Spoiny punktowe obciążone na oderwanie |
2.5 ... 3.3 |
Metoda naprężeń porównawczych
Porównuje dopuszczalne obciążenie spoiny z pomocniczym naprężeniem porównawczym. Naprężenie porównawcze jest otrzymywane z obliczonych naprężeń częściowych za pomocą współczynników połączenia spawanego. Dla bezpieczeństwa połączenia spawanego, skutki różnych typów naprężeń, które pojawiają się w połączeniu spawanym, są uwzględniane we współczynniku bezpieczeństwa. Dla dowolnego typu, kształtu i projektu złącza oraz dowolnej kombinacji obciążenia potrzebny jest tylko jeden zwykły współczynnik bezpieczeństwa. Zalecana wartość minimalna współczynnika bezpieczeństwa mieści się w przedziale n S =<1.25...2>.